| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2144552
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ СИЛІКАТНОЇ клею-ЗВ'ЯЗКИ
Ім'я заявника: Інститут теоретичної та прикладної механіки СО РАН; Інститут хімії твердого тіла і переробки мінеральної сировини; Черепанов Корнилій Олександрович
Ім'я винахідника:
Черепанов К.А .; Полубояров В.А .; Ушакова Е.П .; Черепанов О.М .; Черепанова В.К.
Ім'я патентовласника: Інститут теоретичної та прикладної механіки СО РАН; Інститут хімії твердого тіла і переробки мінеральної сировини; Черепанов Корнилій Олександрович
Адреса для листування: 630128, Новосибірськ, ул.Кутателадзе, 18, ІХТТ і МС СО РАН, Ушакової Є.П.
Дата початку дії патенту: 1998.04.08
Описується спосіб отримання силікатного клею-зв'язки, що полягає в тому, що кремнийсодержащими аморфний матеріал піддають механохимической обробці в 10-17 мас.% Розчині їдкого натру при Т: Ж = 1
2,5-3,5) в кульової млині при температурі 25-50 ° С і атмосферному тиску протягом 4-8 ч.
Спосіб дозволяє ефективно використовувати великотоннажні пилоподібні відходи виробництва феросиліцію - аморфного мікро кремнезему і отримувати силікатний клей-зв'язку, застосовуваний в хімічній і в інших видах промисловості для виготовлення кислотостійких покриттів, замазок, мастик, в металургії і теплоенергетиці - при отриманні жаростойких (щільних і пористих ) матеріалів, в будівельній індустрії - для склеювання бетонних виробів, цегли, природного каменю, різного роду оздоблювальних матеріалів.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до способів отримання силікатних клеїв-зв'язок, застосовуваних у побутовій хімії, будівельної індустрії для склеювання бетонних виробів, цегли, природного каменю, мармурових плит, а й для виготовлення замазок, мастик, шпаклівок, жаростійких і пористих теплоізоляційних матеріалів. Воно дозволяє ефективно використовувати великотоннажні пилоподібні відходи виробництва феросиліцію - аморфного мікрокремнезема.
Відомий спосіб отримання клею-розчину типу рідкого натрієвого скла, що включає обробку кремнийсодержащих відходів виробництва феросиліцію розчином їдкого натру при температурі 20 - 80 o C. Однак рідке скло - це справжній розчин неорганічного полімеру (Na 2 SiO 3), який є клеєм, але має відносно невисокими клеять і, для прискорення процесу затвердіння при його використанні, вимагає спеціального затверджувача (RU N 2044838, 20.11.92).
Неорганічний клей-зв'язка пропонованого типу займає проміжне положення між істинними розчинами і колоїдними розчинами. Більшою мірою він наближається до колоїдних через наявність в ньому певної кількості дисперсної фази, що виділяється в розчин в процесі конденсації (полімеризації) частини розчиненої речовини у вигляді золю SiO 2.
Силікатні клеї-зв'язки зазвичай отримують модифицированием рідкого скла шляхом введення в нього золеобразующіх і стабілізуючих добавок, а й на стадії отримання клею-зв'язки з процесі розчинення кремнийсодержащих матеріалів (М.М.Сичев. Неорганічні клеї, Л., Хімія, с. 99) .
Наприклад, відомий спосіб активації рідкого скла, що включає введення активує добавки, в якості якої використовують розчин сірчаної кислоти щільністю 1,14 - 1,15 г / см 2 з наступним перемішуванням до повного розчинення утвореного гелю кремнієвої кислоти (RU 2041178, 09.08.95) .
Недоліком цього способу є те, що він трехстадіен, так як спочатку треба отримати силікат-брилу, потім рідке скло, а потім зробити його модифікування.
Найбільш близьким технічним рішенням, обраним за прототип, є спосіб отримання силікатного клею-зв'язки шляхом розварювання силікат-брили в автоклаві в присутності високодисперсною двоокису кремнію, причому останню вводять в кількості 0,95 - 2,0 вагу. ч. на 100 вес.ч. силікат-брили (SU 331080, 07.09.72).
Відомий спосіб має ряд недоліків. По-перше, він двухстадіен, так як вимагає попереднього отримання силікат-брили, по-друге, він складний, вимагає високого тиску, температур, а й великих витрат електроенергії.
Мета винаходу - спрощення способу отримання клею-зв'язки при зниженні трудо- та енерговитрат, а й підвищення експлуатаційних характеристик одержуваного продукту.
Мета досягається тим, що кремнезем, що містить аморфний матеріал, піддають механохимической обробці в 10 - 17% розчині їдкого натру в кульової млині при співвідношенні Т: Ж = 1
2,0-3,5), де Т - кількість завантаженого аморфного кремнеземутримуючі матеріалу, Ж - розчин їдкого натру вищевказаних концентрацій, при температурі 25 - 50 o C і атмосферному тиску протягом 4 - 10 години.
Як кремнеземутримуючі аморфного матеріалу використовують пилоподібні відходи виробництва феросиліцію.
Істотними відмітними ознаками заявляється технічного рішення є:
- кремнеземутримуючі аморфний матеріал піддають механохимической обробці в 10 - 17% мас. розчині їдкого натру в кульової млині;
- механохимічеськую активацію проводять при співвідношенні Т: Ж = (2,0 - 3,5);
- механохимічеськую обробку проводять при температурі 25 - 50 o C і атмосферному тиску протягом 4 - 10 годин.
Приватним відмітною ознакою заявляється технічного рішення є:
- як кремнеземутримуючі аморфного матеріалу використовують пилоподібні відходи виробництва феросиліцію.
Порівняння заявляється технічного рішення з прототипом дозволило встановити відповідність заявляється технічного рішення "новизна".
Сукупність істотних відмітних ознак дозволяє досягти поставленої мети, а й зробити висновок про те, що заявляється технічне рішення відповідає критерію "винахідницький рівень".
Як кремнеземутримуючі аморфного матеріалу використовують пилоподібні відходи виробництва феросиліцію, наприклад, наступного складу (мас.%): SiO 2 = 92,8; CaO = 2,32; MgO = 1,28; Al 2 O 3 = 0,94; MnO = 0,28; Fe 2 O 3 = 1,82; C = 0,56 і мають щільність приблизно 0,2 г / см 3.
Як лужного компонента використовують їдкий натр технічний. Кількість води дозують з розрахунку заданого співвідношення між твердою і рідкою фазою готується суспензії.
Заявляється спосіб ілюструється прикладами, наведеними в таблиці.
Приклад 1 (по прототипу)
В автоклав завантажують 450 кг силікат-брили, 1500 л води і 9 кг кремнеземутримуючі пилоподібних відходів. Суміш нагрівають до 120 o C під тиском 2 атм.
і витримують при цій температурі протягом 8-10 годин до отримання розчину з питомою вагою 1,17 г / см 3.
Розчин фільтрують і упарюють до питомої ваги 1,45 г / см 3, охолоджують і відстоюють до отримання прозорого розчину. За даними РФА (рентгенофазового аналіз) вийшов клей містить до 15% золю SiO 2.
приклад 2
Згідно заявляється способу в кульову млин, заповнену на 1/3 сталевими кулями, подають 15 л води, 2,7 кг їдкого технічного натра і 6 кг пилу-виносу виробництва феросиліцію. У процесі перемішування вміст кульового млина нагрівають до 50 o C і піддають механохимической обробці протягом 8 годин. Одержаний клей-зв'язку зливають в ємність-накопичувач. Вихід готового продукту 100%.
Всі приклади, необхідні для обгрунтування заявляється способу, а й властивості клею по прототипу і заявляється способу наведені в таблиці.
За зовнішнім виглядом клей являє собою розчин темно-сірого кольору з щільністю 1,3 - 1,45 г / см 3 і рН близько 10, що містить в своєму складі близько 20 - 25% золю SiO 2 і 80% Na 2 SO 3 за даними РФА. Він має великий термін придатності, не вимагає спеціального затверджувача. Клейове з'єднання зберігає свої робочі характеристики при нагріванні аж до 1400 o C.
Як видно з таблиці, при використанні при приготуванні суспензії лугу з більш низькою концентрацією, при недотриманні заявляється співвідношення Т: Ж, а й температурних і часових параметрів реалізації способу отримують клей-зв'язку зі зниженими характеристиками, тобто зі зниженою здатністю, що клеїть.
При тривалій механічній обробці (приклад 10), утворюється клей-паста з низькою здатністю, що клеїть через високу в'язкості внаслідок ділатансіі.
При підвищенні температури отримання клею-зв'язки вище 50 o C не спостерігається поліпшення його характеристик, отже, недоцільно (приклад 11).
При підвищенні вмісту розчину, тобто при Т: Ж = 1: 4 і вище отримується клей-зв'язка не стійкий (розшаровується при зберіганні).
При зниженні часу реагування вихідних компонентів нижче заявлених меж, реакція не проходить до кінця, продукту не однорідний, а при зменшенні концентрації лугу нижче 10 продукт і не однорідний і не стійкий.
Таким чином, клей-зв'язку з необхідними фізико-хімічними властивостями отримують завдяки сукупності заявлених відмітних ознак.
Пропонований спосіб більш простий в технологічному і технічному виконанні, не вимагає високих температур і тисків, є більш ефективним в економічному та екологічному відношенні і дозволяє отримати кінцевий продукт з більш високими службовими і експлуатаційними характеристиками.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб отримання силікатного клею-зв'язки, що включає використання кремнеземутримуючі аморфного матеріалу, який відрізняється тим, що кремнеземутримуючі аморфний матеріал піддають механохимической обробці в 10 - 17 мас. % Розчині їдкого натрію в кульової млині при співвідношенні Т: Ж = 1: (2,0 - 3,5), де Т - кількість завантаженого аморфного кремнеземутримуючі матеріалу, Ж - розчин їдкого натрію зазначених концентрацій, при температурі 25 - 50 o C і атмосферному тиску протягом 4 - 10 год.
Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості кремнеземутримуючі аморфного матеріалу використовують пилоподібні відходи виробництва феросиліцію.
Версія для друку
Дата публікації 11.11.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.